醇类化合物的纯化方法技术

本发明专利技术提供一种醇类化合物的纯化方法，其包括提供甘油；通过甘油的氢化反应而获得包括丁二醇及丙二醇的混合物；以及以模拟移动床层析法将混合物中的丙二醇与丁二醇分离，藉此得到高纯度的丙二醇与丁二醇。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种纯化方法，且特别是有关于一种醇类化合物的纯化方法。
技术介绍
丙二醇是一种重要的化工原料单体，经常被用来作为化妆品、油墨、以及聚酯的原料。传统上丙二醇是通过环氧丙烷进行水解反应而得，其中环氧丙烷主要是来自石油的裂解产物。但因为石油耗竭议题以及大众对石化产业对环境冲击的疑虑等，再加上原油价格高涨，因此各国政府争相鼓励采用以生物方法来生产丙二醇。又，由于各国积极推动生质柴油的立法，导致甘油产能过剩，因此甘油的再利用成为永续环境议题的重要课题。甘油可利用氢化反应转换成为丙二醇，然而氢化反应经常伴随各种多元醇副产物，如丁二醇、乙二醇、二聚乙二醇、以及三聚乙二醇等。在这些副产物当中，丁二醇与丙二醇的沸点相当接近，因此会一同出现在氢化反应后的蒸馏塔的塔顶产物当中。一般而言，丙二醇与丁二醇可使用真空蒸馏、反应蒸馏、共沸蒸馏等方式来分离。近年来，更发展出薄膜技术来分离丙二醇与丁二醇也曾被提出，但其因氢化反应所使用的催化剂容易导致薄膜的阻塞失能，而不利于应用。又，上述这些分离方法仍存在分离效率不佳，而无法有效提升醇类纯度的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种醇类化合物的纯化方法，其可以有效提升分离效率及醇类纯度。本专利技术提供一种醇类化合物的纯化方法，包括：提供甘油；通过甘油的
氢化反应而获得混合物，其中混合物包括丁二醇(butanediol，简称BDO)及丙二醇(propanediol，简称PDO)；以及以模拟移动床层析法(simulated moving bed chromatography，简称SMBC)将混合物中的丙二醇与丁二醇分离。具体而言，模拟移动床层析法包含：(i)提供包含至少三区段的模拟移动床，其由移动相及固定相所组成，三区段依次为第一区段、第二区段及第三区段，其分别具有第一相对流速比值m1、第二相对流速比值m2及第三相对流速比值m3，移动相在模拟移动床(simulated moving bed，简称：SMB)中朝同一方向流经三区段，固定相相对于移动相朝反方向模拟移动；(ii)将混合物注入模拟移动床的第二区段与第三区段之间，混合物中的丙二醇及丁二醇分别具有第一滞留常数KA与第二滞留常数KB，第二滞留常数KB大于第一滞留常数KA；(iii)第一区段的第一相对流速比值m1大于第一滞留常数KA；以及(iv)第二区段及第三区段的第二相对流速比值m2及第三相对流速比值m3介于第一滞留常数KA及第二滞留常数KB之间，以分离丙二醇及丁二醇。在本专利技术的一实施例中，第一区段、第二区段及第三区段各包含两根管柱，每根管柱内填充颗粒内部具有孔隙的固定相。在本专利技术的一实施例中，第一滞留常数KA为2.55，第二滞留常数KB为6.80，而固定相的颗粒内部的孔隙度为0.60。在本专利技术的一实施例中，上述的固定相是由苯乙烯-二乙烯苯共聚物所组成。在本专利技术的一实施例中，上述的移动相包括冲涤液，冲涤液为去离子水。在本专利技术的一实施例中，上述的模拟移动床还包括第四区段，其连接于第三区段后，以回收循环冲涤液。在本专利技术的一实施例中，当第二区段的第二相对流速比值m2为X轴而第三区段的第三相对流速比值m3为Y轴，依据三角理论，第二相对流速比值m2及第三相对流速比值m3落于由第一滞留常数KA与第二滞留常数KB所圈围的区块中。在本专利技术的一实施例中，丁二醇及丙二醇的进料浓度都为0.5wt％。本专利技术另提供一种醇类化合物的纯化方法，包括：提供包括醇类的混合物；以及以模拟移动床层析法将混合物中的醇类分离。具体而言，模拟移动床层析法包含：(i)提供包含至少三区段的模拟移动
床，其由移动相及固定相所组成，三区段依次为第一区段、第二区段及第三区段，其分别具有第一相对流速比值m1、第二相对流速比值m2及第三相对流速比值m3，移动相在模拟移动床中朝同一方向流经三区段，固定相相对于移动相朝反方向模拟移动；(ii)将混合物注入模拟移动床的第二区段与第三区段之间，混合物中的醇类含有具有第一滞留常数KA的第一醇类化合物与具有第二滞留常数KB的第二醇类化合物，第二滞留常数KB大于第一滞留常数KA；(iii)第一区段的第一相对流速比值m1大于所述第一滞留常数KA；以及(iv)第二区段及第三区段的第二相对流速比值m2及第三相对流速比值m3介于第一滞留常数KA及第二滞留常数KB之间，以分离第一醇类化合物与第二醇类。在本专利技术的一实施例中，上述的醇类还含有具有第三滞留常数Kc的第三醇类化合物，第三滞留常数Kc大于第二滞留常数KB。在本专利技术的一实施例中，上述的第三滞留常数Kc满足公式(6)。 m 3 ≤ K C - K B - ϵ 1 - ϵ ( 1 + n 2 ) - n 2 m 2 ]]> 公式(6)公式(6)中，ε为管柱总孔隙度，n2为第二区段的管柱数目。在本专利技术的一实施例中，第一滞留常数KA为0.95，第二滞留常数KB为2.63，第三滞留常数Kc为10.85，而固定相的颗粒内部的孔隙度为0.60。基于上述，本专利技术提供一种醇类化合物的纯化方法，其是以模拟移动床层析法将醇类化合物分离，藉此有效提升分离效率及醇类纯度。值得一提的是，将此醇类化合物的纯化方法应用于分离丙二醇与其他醇类化合物时，不仅可有效提升分离效率，还可获得高纯度的丙二醇。为让本专利技术能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1是丙二醇、丁二醇及不滞留物质的贯穿曲线图；图2是模拟移动床层析法依照三角形理论中可分离溶质的操作条件坐标图；图3是四区段的柱模拟移动床层析的管柱配置示意图；图4是不同进料浓度的三角形理论中可分离丙二醇与丁二醇的操作条件
坐标图；图5是不同进料浓度的余液纯度与萃取液纯度的关系图；图6A是进料浓度为1.0wt％时实验纯度数据与电脑模拟数据的比较结果示意图；图6B是进料浓度为10wt％时实验纯度数据与电脑模拟数据的比较结果示意图；图6C是进料浓度为20wt％时实验纯度数据与电脑模拟数据的比较结果示意图；图7是丙二醇、丁二醇、2-丙醇醚及不滞留物质的贯穿曲线图；图8是依据本专利技术一实施例的原位清洁-模拟移动床(CIP-SMB)层析示意图；图9是应用原位清洁-模拟移动床层析法分离三种成分的概念图；图10是原位清洁-模拟移动床层析法依照三角形理论的可分离的操作条件坐标图；图11是依据本专利技术另一实施例的原位清洁-模拟移动床(CIP-SMB)层析示意图。附图标记说明：C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8：管柱。具体实施方式本专利技术的醇类化合物的纯化方法包括以模拟移动床层析法将醇类化合物分离，藉此有效提升分离效率及醇类纯度。以下列举实施例以说明本专利技术纯化方法的细节或条件，并且下述实施例主要分成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种醇类化合物的纯化方法，其特征在于，包括：提供甘油；通过甘油的氢化反应而获得混合物，所述混合物包括丁二醇及丙二醇；以及以模拟移动床层析法将所述混合物中的所述丙二醇与所述丁二醇分离，其中所述模拟移动床层析法包含：(i)提供包含至少三区段的模拟移动床，其由移动相及固定相所组成，所述三区段依次为第一区段、第二区段及第三区段，其分别具有第一相对流速比值m1、第二相对流速比值m2及第三相对流速比值m3，所述移动相在所述模拟移动床中朝同一方向流经所述三区段，所述固定相相对于所述移动相朝反方向模拟移动；(ii)将所述混合物注入所述模拟移动床的所述第二区段与所述第三区段之间，所述混合物中的所述丙二醇及所述丁二醇分别具有第一滞留常数KA与第二滞留常数KB，所述第二滞留常数KB大于所述第一滞留常数KA；(iii)所述第一区段的所述第一相对流速比值m1大于所述第一滞留常数KA；以及(iv)所述第二区段及所述第三区段的所述第二相对流速比值m2及所述第三相对流速比值m3介于所述第一滞留常数KA及所述第二滞留常数KB之间，以分离所述丙二醇及所述丁二醇。

【技术特征摘要】
2014.11.26 TW 1031409001.一种醇类化合物的纯化方法，其特征在于，包括：提供甘油；通过甘油的氢化反应而获得混合物，所述混合物包括丁二醇及丙二醇；以及以模拟移动床层析法将所述混合物中的所述丙二醇与所述丁二醇分离，其中所述模拟移动床层析法包含：(i)提供包含至少三区段的模拟移动床，其由移动相及固定相所组成，所述三区段依次为第一区段、第二区段及第三区段，其分别具有第一相对流速比值m1、第二相对流速比值m2及第三相对流速比值m3，所述移动相在所述模拟移动床中朝同一方向流经所述三区段，所述固定相相对于所述移动相朝反方向模拟移动；(ii)将所述混合物注入所述模拟移动床的所述第二区段与所述第三区段之间，所述混合物中的所述丙二醇及所述丁二醇分别具有第一滞留常数KA与第二滞留常数KB，所述第二滞留常数KB大于所述第一滞留常数KA；(iii)所述第一区段的所述第一相对流速比值m1大于所述第一滞留常数KA；以及(iv)所述第二区段及所述第三区段的所述第二相对流速比值m2及所述第三相对流速比值m3介于所述第一滞留常数KA及所述第二滞留常数KB之间，以分离所述丙二醇及所述丁二醇。2.根据权利要求1所述的醇类化合物的纯化方法，其特征在于，所述第一区段、所述第二区段及所述第三区段各包含两根管柱，每根管柱内填充颗粒内部具有孔隙的所述固定相。3.根据权利要求2所述的醇类化合物的纯化方法，其特征在于，所述第一滞留常数KA为2.55，所述第二滞留常数KB为6.80，而所述固定相的颗粒内部的孔隙度为0.60。4.根据权利要求1所述的醇类化合物的纯化方法，其特征在于，所述固定相是由苯乙烯-二乙烯苯共聚物所组成。5.根据权利要求1所述的醇类化合物的纯化方法，其特征在于，所述移动相包括冲涤液，所述冲涤液为去离子水。6.根据权利要求5所述的醇类化合物的纯化方法，其特征在于，所述模拟移动床还包括第四区段，其连接于所述第三区段后，以回收循环所述冲涤液。7.根据权利要求1所述的醇类化合物的纯化方法，其特征在于，当所述第二区段的所述第二相对流速比值m2为X轴而所述第三区段的所述第三相对流速比值m3为Y轴，依据三角理论，所述第二相对流速比值m2及所述第三相对流速比值m3落于由所述第一滞留常数KA与所述第二滞留常数KB所圈围的区块中。8.根据权利要求1所述的醇类化合物的纯化方法，其特征在于，所述丁二醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁明在，蔡沛颖，王翔平，
申请(专利权)人：义守大学，胜一化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71